Generell beskrivelse
Kjøresimulatoren er basert på en fullskala, og fullt utstyrt Renault Scenic 1997 modell, med 3-aksialt bevegelsessystem, vibrerende karosseri, og et 4-kanals lydsystem. Et 5-kanals visuelt system utgjør "Field of View" (FoV). Rattet er utstyrt med en momentmotor for å gi "force feedback". Kjøresimulatoren har en visuell database med over 800 km med varierte trafikk-scenarier, og disse består av både motorveier, storbyer og landeveier. Videre er et antall varierte veioverflater tilgjengelige; bar asfalt, snø, regn, grus etc. De simulerte trafikkscenariene kan inneholde autonome kjøretøy som blant annet akselererer, bremser, svinger og kjører forbi.
Figur 1 Grafisk kjøresimulator ved SINTEF/NTNU
Det visuelle systemet
De visuelle PCene er basert på Intel(R) Xeon teknologi, med en X5687
CPU som kjører på 3.6GHz. De er utstyrt med NVIDIA Quadro 5000 skjermkort. Simulatoren har 3 prosjektorer med bakprosjektering i front, og gir til sammen 180 grader horisontalt synsfelt og 47 grader vertikalt synsfelt. Frontprosjektorene er NEC LT 240K (DLP technology, 2000 ANSI lumen), og kjører med en oppløsning på 1400 x 1050 piksler. Hver skjerm er 2.4 meter høy, og 3.1 meter bred. I tillegg gir to prosjektorer 90 grader horisontalt, og 47 grader vertikalt synsfelt bakover, som gjør det mulig å anvende bilens speil (se figur 1).
Konfigurasjon av simulatorens maskinvare
Figur 2 Skjematisk oversikt over simulatorens komponenter
|
Bevegelsesgjengivelse
Bevegelsessystemet benytter 4 aktuatorer, en for hvert hjul, for å oppnå 3-aksial bevegelse (pitch, roll og heving). Bevegelsesfrekvensen kan være opp til 10 Hz. I tillegg er to vibrasjonsenheter festet til karosseriet. Disse gjør det mulig å reprodusere frekvenser over 10 Hz.
|
Figur 3 Nærbilde av en av bevegelsesaktuatorene
|
Simulatorprogramvaren
Simulatoren kjører SCANeR Studio programvare fra Renault/Oktal i Frankrike, i tillegg til spesifikke komponenter som blant annet kabin-I/O-modulen utviklet av AutoSim AS i Norge. SCANeR Studio brukes for oppbygging av scenarier, samt for start, stopp og overvåkning av verktøyene simulatoren anvender. Utviklingsverktøyet for scenariebygging befinner seg på Instructor-PCen (se figur 2). Scenariene kan bygges slik at man meget presist kontrollerer hvert kjøretøy i trafikken. På denne måten er det lett å skape en situasjon som kan være svært krevende for sjåføren. Verktøyet gir også mulighet for å gjenskape nøyaktig samme situasjon for flere sjåfører. Via scenarie-verktøyet kan man hente ut varierte og detaljrike data fra kjøringen.
Figur 4 SCANeR Studio
Hva kan vi simulere?
- Eksisterende terrengmodeller:
800 km med varierte vegstrukturer: By, tettsted, industriområder, landeveier, 4-felts motorveg, avstengte baner
- Veg-elementer:
Tunneler, broer, rundkjøringer, knutepunkter, lyskryss, på-/avkjøringsramper, bakketopper, svingete veier, forskjellige typer vegmerkinger og vegskilt
- Bevegelse:
Bil: 3-aksial bevegelse (pitch, roll, heving)
Tungbil: førersetebevegelse
- Trafikk:
Lastebiler (med eller uten henger), varebiler, personbiler, motorsykler, syklister, tog, fotgjengere
Fra ingen trafikk, til stor trafikk med fotgjengere og syklister
- Egenskaper for autonome kjøretøy:
Vekt på bil, vekt på henger, gravitasjonssenter (x, y, z), bevegelig last, maks hastighet
- Atferdsparametre for autonome kjøretøy:
Foreta forbikjøringer, overskride fartsgrenser, bestemme om, hvor og hvordan konflikter oppstår (brudd på høyreregel, forbikjøring etterfulgt av nedbremsing, etc)
- Omgivelser:
Varierende lysforhold: fra dagslys til nattkjøring. Årstid: fra sommer til vinter. Sikt: fra god sikt til tåke, regn, snø eller røyk (f.eks. brann). Friksjon (koeffisient fra 0 til 1)
- Nye veger og vegnett:
For eksempel: Lærdalstunnelen, Nordre avlastningsveg i Trondheim, Nye E6 Gudbrandsdalen
Data logging
Simulatoren tilbyr 20 Hz logging av relevante variabler som for eksempel:
-
Posisjon (x,y,z)
-
Fart
-
Motor RPM
-
Pedalbruk: Brems, clutch og gass
-
Håndbrekk
-
Rattvinkel
-
Girvalg
-
Lysbruk: fjern-/nærlys, blinklys
-
Lateral posisjon (sidevegs plassering i vegbanen)
-
Avstand til andre kjøretøy
-
Bruk av nødblink, lydsignal og vindusviskere
- Sjåførens øyebevegelser (ved å bruke Smart Eye Pro remote real time Eye Tracker med 3 kameraer)
I tillegg anvendes videologg med "frame counter", tidspunkt, etc, slik at videoopptakk kan knyttes opp mot dataloggen.
Videokamera og videoopptak
Simulatoren er utstyrt med 3 kameraer for å gjøre opptak av det som skjer under kjøring. Et kamera filmer den visuelle veien fremover, et annet kamera filmer førerens ansikt, og et siste kamera er montert i taket bak føreren for å overvåke bruk av bilens instrumentering. Alle 3 kameraer går inn til en videomultiplexer, og samler alle bildene i ett bilde, sammen med ønsket videotekst (f.eks. hastighet, dato/klokkeslett, sidevegs plassering).
Figur 5 Eksempel på videoopptak
Lydsystemet
Lyden er gitt fra et fire-kanals lydsystem med høytalere inne i bilen, og en subwoofer (basskasse) i bagasjerommet. Systemet gjengir lyd fra førerens bil, såvel som lyd fra omgivelser og trafikk, og gir en følelse av både retningsbestemt- og Dopplereffekt.
